减少电解槽壳制作焊接变形QC论文

1、减少电解槽槽壳制作焊接变形二冶金结公司电解槽工程 QC小组 槽壳图一、 工程概况： 2021年3月，我公司承担了包头铝业股份共计45台400kA铝电解槽制作安装任务。此电解槽槽型和结构在国内属首创，是目前国内同期新建铝厂工程采用的最大的槽型，也是结构最复杂的一种槽型。槽体单重41.396t，长18.33m、 宽4.82m、高1.966m。槽壳是电解槽的主体，设计为船形结构，由端侧板、长侧板、底板和摇篮架等构件焊接而成，此电解槽最大特点是槽壳与摇篮架全部焊接成整体，焊接量极大，所以焊接变形很大，焊接收缩也随之增大，焊接变形很难控制，所以制作难点是控制和减小焊接变形。如果焊接变形不能很好控制，将直

2、接影响机电铝母线及设备的安装 。二、小组概况1.小组简介序号姓 名性别学历职称/职务小 组 分 工TQC教育时间1韩 露女大专高级工程师组长，负责全面决策 均在96学时以上2张连伟男本科工程师副组长 ，组织协调3刘卫东男本科助工组员，技术决策4彭怀山男技校电焊班长组员，方案实施5聂静媛女大专工程师组员，质量验收、数据整理6刘 蒙 男大专技术员数据整理2.小组活动情况小组类型 ：攻关型小组成立时间：2008.3.15注册号：JJGS-08-01本次活动时间：2008.3.15-2008.7.31小组活动次数：8次活动阶段主要活动内容活动时间活动次数出勤人次出勤率%P选定课题，现状调查，原因分析，

3、制定对策2008.3.153.30 31794.4D根据实际计划认真实施2008.4.17.28 424100C根据实施结果进行综合分析，确认效果2008.7.287.31 1 6100A巩固、总结与展望减少电解槽槽壳制作焊接变形A PC D包 头铝 厂电 解槽 制作2008年03月15日至 2008年07月31日目标对象时PDCA循环时间:三、选题理由选题理由1.此电解槽为目前国内采用的最大、结构最复杂的槽型。槽壳和摇篮架都是通过焊接方法组合而成。焊缝长且过于集中，焊接工作量大，焊后变形很难控制。2.槽壳制作精度高，若焊接变形大，将直接影响机电铝母线及设备安装，从而导致整个电解槽无法正常生产

4、。3.由于槽壳结构复杂，若采用以往电解槽制作用胎具，焊接变形将很大，无法保证达到设计要求。 基于以上理由，小组成员一致通过把 “减少电解槽槽壳制作焊接变形 作为小组的活动课题。课题确定后，小组成员认真研究设计图纸，对以往我们电解槽制作中检点合格率进行了统计，未返工前分项工程检点合格率仅为81%，对存在的焊接变形进行了分类统计，并绘制了排列图。槽壳焊接变形统计表序号焊接变形产生部位 频 数累积频数累积频率%A长侧壁板393947.5B端侧板256478C底 板117591.5D摇篮架58097.6E其 它282100根据统计表，作出如下排列图：N=82频数 累积百分比%251152100%47.

5、5%78%91.5%ABCD制图：聂静媛槽壳焊接变形排列图长侧板和端侧板焊接变形为主要问题E3980%50%97.6%五、目标及可行性分析 1、目标设定：经过调查分析，小组设定目标为 : 焊接分项工程一次检点合格率达98%2.目标可行性分析：不利因素有利因素 此电解槽是目前铝厂采用的最大、结构最复杂的槽型，焊缝长且集中，焊接工作量大，焊接变形很难控制。小组成员均有丰富的电解槽制作经验，解决技术问题的能力强,已经对易产生焊接变形的槽壳所有部位进行了分析和计算，确定出：只要新型胎具形状尺寸精确，并且严格按工艺及标准要求施工，完全可以减少甚至不发生焊接变形，有把握到达焊接一次检点合格率98%。小组成

6、员对以往不同槽型电解槽制作中产生的焊接变形进行了分类统计，可以通过研究分析出不同部位产生焊接变形的原因，从而结合此电解槽结构特点判断出哪些部位易造成焊接变形，可以有针对性地制定措施。目标可行六、原因分析小组成员针对主要问题“长侧板和端侧板焊接变形，运用头脑风暴法进行了原因分析，做出如下关联图：长侧板焊接变形端侧板焊接变形4.焊接顺序不合理多胎装配焊接工序增多造成变形 3.端侧板焊完后出现抱死胎具现象长侧翼板焊接变形长侧翼板与面板焊接后长侧壁板下挠1.以往只在胎具上完成长侧壁板与翼板的装配焊接，而斜侧壁板与长侧壁板装配要在安装现场完成，易产生较大变形6.长侧板薄且长，切割后放置不当产生变形，未矫

7、正即焊接2.采用交流电焊机焊接热量大，焊后变形严重5.下料时未留足够的焊接收缩余量七、要因确认序号 末 端 因 素确认方法 论 证 内 容 负责人完成日期是否要因1以往只在胎具上完成长侧壁板与 翼板的装配焊接，而斜侧壁板与长侧壁板装配要在安装现场完成，产生较大焊接变形查阅资料以往斜侧壁板与长侧壁板装配要在安装现场安装，未形成整体，易产生较大焊接变形，需采取措施张连伟2008.3.06是2采用交流电焊机焊接热量大，焊后变形严重方案核查现场检查此次电解槽长侧板焊接确定采用埋弧自动焊，端侧板采用CO2气体保护焊韩 露2008.3.16否3端侧板焊完后出现抱死胎具现象调查以往施工情况采用以往焊接方法造

8、成了抱死胎具现象，应采取措施杜绝此现象刘 蒙2008.3.06是4焊接顺序不够合理查阅施工方案，研究确认是否合理结合此电解槽特点反复研究，确定了焊接顺序刘卫东2008.3.163.18否5下料时未留足够的焊接余量查阅施工方案，现场试验经试验，按照以往方案规定的预留焊接余量施焊产生变形，余量小聂静媛2008.3.16-3.17是6长侧板薄且长，切割后放置不当产生变形，未矫正即安装现场检查板切割后垫放平整，且焊前都进行了矫平彭怀山聂静媛2008.3.16-3.20否要因确认表八、对策实施小组成员针对确定的3条要因，制定了对策措施. 对策方案表序号 主要因素 目 标 对 策 措 施实施地点负责人完成

9、时间1以往只在胎具上完成长侧壁板与翼板的装配焊接，而斜侧壁板与长侧壁板装配要在安装现场完成，产生较大焊接变形长侧板装配焊接完成后尺寸在允许偏差范围内采取措施保证长侧板装配焊接完成后尺寸在允许偏差范围内研制新型胎具制作现场张连伟刘卫东韩露聂静媛2008.3.163.302端侧板焊完后出现抱死胎具现象端侧板装配焊接完成后尺寸在允许偏差范围内采取措施保证端侧板装配焊接完成后尺寸在允许偏差范围内研制新型胎具制作现场张连伟刘卫东韩 露聂静媛2008.3.163.303下料时未留足够的焊接余量预留足够的焊接余量以防因余量不足产生变形确定预留焊接余量试验确定预留焊接余量，在方案中规定现场彭怀山刘卫东2008

10、.3.163.18 实施一：长侧板在胎具上制作长侧板在胎具上整体组对经过半个月的反复试验，我们研制出了新型长侧板制作用胎具。用新型胎具装配焊接长侧板,完成后尺寸在允许偏差范围内实施 效 果实施二经过半个月的反复试验，我们研制出了新型端侧板制作用胎具。端侧板在胎具上组对实施效果端侧板在胎具上组对焊接完成后,尺寸在允许偏差范围内实施三经过反复试验，确定预留焊接余量，并在方案中做出规定。 构件 名称斜侧板端侧板长侧板底板下料时预留余量值50mm长度方向加8mm收缩量，宽度方向加2mm收缩量。 长度方向每侧预留30mm由四块钢板拼接而成，宽度方向加5mm余量，长度方向加10mm余量 下料时预留焊接余量

11、值实施 效 果按方案规定的预留焊接余量下料,未发生因余量缺乏而产生焊接变形。九、效果确认1.81%98%99%活动前后焊接分项一次检点合格率比照图完成45台电解槽槽壳制作后，对焊接分项工程一次检点合格率进行了统计，达99%。目标值比照：制作完成的样槽甲方、监理、监督站验收样槽2.验收样槽照片3.取得的经济效益及经济效益认证 经济效益额： 1电解槽制作采用流水作业使工期提前18天， 节省人工费：100元/人.天136人18天244800元2使用新型胎具制作端侧板、长侧板、摇篮架等，制作一次成型，有效控制了焊接变形， 节省矫正人工费按4人用2天矫正1台计算：100元/人.天4人30台2天24000

12、元 节约矫正机械费：24000元3采用套裁下料, 节省材料费：1.2t30台6500元/吨234000元 综上累计经济效益额：526800元 经济效益认证书4.社会效益1.此次我公司施工的包头铝业400 kA铝电解槽槽型和结构与国内同期电解槽相比是结构最大，最复杂的一种类型，在国内属首创。我公司参战人员针对此设计图纸共同研究了结构类型、特点等，制定了制作安装方案，创造了制作用胎具，利用此胎具率先试制成了样品槽，被业主和监理单位树立为样板，要求其他各家施工单位参照此制作工艺施工。2.在这个工程中，我公司发扬了金结人敢于拼搏、吃苦耐劳的精神，率先完成电解槽的制作安装任务并检验一次合格，为二冶在包铝

13、电解槽工程中争得了荣誉，树立了形象，受到甲方和监理的高度赞誉和嘉奖，也为公司今后电解槽制安工程施工积累了珍贵的经验，并在该领域站稳了脚跟。3.目前，在内蒙古自治区范围内我们电解槽制作安装质量首屈一指。内蒙古托县大唐铝硅钛工程业主在包铝工程实地考察后，将45台电解槽制作安装任务又交给了我公司施工。工程回访记录十、稳固措施及标准化1.此类型电解槽制安工艺已形成企业工法，可为同类型电解槽制安起到指导作用。2. 该工程已获得包头市科技示范工程奖。3.铝电解槽槽壳制作用胎具，已于2021年12月19日被国家知识产权局授予为实用新型专利，专利号为ZL 2021 2 0119049.9。十一、效果保持一、45台电解槽制作完成后，经检验，焊后变形得到有效控制,焊接分项工程一次检点合格率达99%，保证了机电铝母线及设备的顺利安装 。二、在2021年底开工的内蒙古托县大唐铝硅钛工程电解槽制作中，我们又承担了45台同类型电解槽的制作安装任务，利用研制的制作用胎具进行制作，未出现严重焊接变形，焊接分项工程一次检点合格率达了99.1%.十二.总结及展望 1.本次活动中成功研制了新型铝电解槽制作用胎具，极为有效地减少了槽壳焊接变